Le guide ultime pour personnaliser un module caméra

Dans le monde moderne, les appareils photo numériques se sont largement répandus grâce aux nouvelles technologies proposées à des prix très abordables. L'un des principaux moteurs de cette démocratisation est le capteur d'image CMOS. Le coût de fabrication des modules CMOS est inférieur à celui des autres technologies. Grâce aux nouvelles fonctionnalités intégrées aux appareils photo modernes équipés de capteurs CMOS, la prise de photos d'une netteté exceptionnelle est devenue une priorité.Le principal fabricant de modules de caméraLes appareils modernes sont désormais équipés d'une caméra intégrée aux performances accrues et à la cadence de prise de vue plus élevée. Les capteurs CMOS assurent une lecture précise des circuits grâce à leur photosensibilité. L'architecture des pixels a également connu une évolution radicale, permettant de capturer des images d'excellente qualité. Les capteurs d'image CMOS convertissent la lumière en électrons ; c'est pourquoi, dans les appareils modernes, le module caméra USB a été introduit pour ses fonctionnalités haut de gamme.

Qu'est-ce qu'un module caméra ?

Un module caméra, ou module caméra compact, est un capteur d'image haut de gamme intégrant une unité de contrôle électronique, un objectif, un processeur de signal numérique et une interface telle que USB ou CSI. Les modules caméra sont largement utilisés dans diverses applications, notamment :

• Inspection industrielle
• Circulation et sécurité
• Commerce de détail et finance
• Accueil et divertissement
• Santé et nutrition

Avec le développement des technologies et d'Internet, la vitesse du réseau a considérablement augmenté, parallèlement à l'apparition de nouveaux dispositifs d'imagerie photographique. Les modules de caméra sont désormais largement utilisés dans les smartphones, les tablettes, les ordinateurs, les robots, les drones, les dispositifs médicaux, les appareils électroniques et bien d'autres. L'essor de la technologie d'imagerie photographique a permis l'introduction de capteurs de 5, 8, 13, 20 et 24 mégapixels, et même plus.

Le module caméra contient les composants suivants :

• Capteur d'image
• Lentille
• Traitement numérique du signal
• Filtre infrarouge
• circuit imprimé flexible ou carte de circuit imprimé
• Connecteur

Lentille:

L'élément essentiel de tout appareil photo est l'objectif, qui joue un rôle primordial dans la qualité de la lumière atteignant le capteur et, par conséquent, dans la qualité de l'image finale. Choisir l'objectif adapté à son application relève de l'optique. De nombreux paramètres optiques doivent être pris en compte pour sélectionner l'objectif répondant aux exigences de l'application : sa composition, sa construction (plastique ou verre), sa focale effective, son ouverture relative (nombre f), son champ de vision, sa profondeur de champ, sa distorsion TV, son éclairage relatif, sa fonction de transfert de modulation (MTF), etc.

Capteur d'image

Un capteur d'image est un capteur qui détecte et transmet les informations nécessaires à la création d'une image. Le capteur est l'élément clé de…Module caméraPour déterminer la qualité de l'image, il est essentiel de prendre en compte le capteur, qu'il s'agisse d'un smartphone ou d'un appareil photo numérique. Actuellement, le capteur CMOS est plus répandu et bien moins coûteux à fabriquer que le capteur CCD.

Type de capteur : CCD ou CMOS

Capteur CCD – Les avantages du CCD sont sa haute sensibilité, son faible bruit et son rapport signal/bruit élevé. Cependant, son processus de fabrication est complexe, son coût élevé et sa consommation énergétique importante. Capteur CMOS – L'avantage du CMOS réside dans sa forte intégration (l'intégration d'un convertisseur analogique-numérique et d'un processeur de signal permet une réduction significative de sa taille), sa faible consommation énergétique et son faible coût. En revanche, il présente un bruit relativement important, une faible sensibilité et des exigences élevées en matière de source lumineuse.

DSP :

Les paramètres du signal d'image numérique sont également optimisés grâce à une série d'algorithmes mathématiques complexes. Plus important encore, les signaux sont transmis au stockage ou aux composants d'affichage.

Le cadre de structure DSP comprend

• FAI
• Encodeur JPEG
• Contrôleur de périphérique USB

Différence entre un module caméra USB et un module caméra à capteur/module caméra CMOS : Module caméra USB 2.0 :

Le module caméra USB 2.0 intègre directement l'unité caméra et l'unité d'acquisition vidéo, puis se connecte au système hôte via l'interface USB. Désormais, la plupart des modules caméra numériques disponibles sur le marché utilisent la nouvelle interface de transmission de données USB 2.0. Ordinateurs et autres appareils mobiles se connectent directement via l'interface USB : il suffit de les brancher et de les utiliser. Ces modules caméra USB 2.0 compatibles UVC sont compatibles avec les logiciels Windows (DirectShow) et Linux (V4L2) et ne nécessitent aucun pilote.

• Norme de classe vidéo USB (UVC)
• La bande passante de transmission maximale de l'USB 2.0 est de 480 Mbps (soit 60 Mo/s).
• Simple et économique
• Branchez et jouez
• Haute compatibilité et stabilité
• Plage dynamique plus élevée

Après avoir été traité par le logiciel du système d'exploitation standard compatible avec les normes UVC, le signal numérique est transmis à l'écran.

Module caméra USB 3.0 :

Comparée à un module caméra USB 2.0, une caméra USB 3.0 permet une transmission plus rapide et est entièrement compatible avec l'interface USB 2.0.

• La bande passante de transmission maximale de l'USB 3.0 peut atteindre 5,0 Gbit/s (640 Mo/s).
• Définition à 9 broches, à comparer avec l'USB 2.0 à 4 broches.
• Entièrement compatible avec USB 2.0
• connectivité SuperSpeed

Module de caméra CMOS (CCM)

Le module CCM (Coms Camera Module), également appelé module caméra à semi-conducteur métal-oxyde complémentaire, possède un composant central utile pour diverses applications, notamment les équipements de caméra portables. Comparé aux systèmes de caméra traditionnels, le module CCM offre de nombreuses fonctionnalités, dont :

• miniaturisation
• faible consommation d'énergie
• Image haute résolution
• Faible coût

Principe de fonctionnement du module caméra USB

L'image optique générée par la scène à travers l'objectif (LENS) est projetée sur la surface du capteur d'image (SENSOR), puis convertie en un signal électrique. Ce signal est ensuite converti en un signal d'image numérique après conversion analogique-numérique (A/D). Il est envoyé à la puce de traitement numérique (DSP) pour traitement, puis transmis à l'ordinateur via l'interface d'entrée/sortie pour traitement ultérieur. L'image est alors affichée sur l'écran (DISPLAY).

Comment tester les caméras USB et les modules de caméra CMOS (CCM) ? Caméra USB : (logiciel Amcap par exemple)

Étape 1 : Connectez la caméra à un appareil photo USB.

Étape 2 : Connectez le câble USB à un PC ou à un téléphone portable via un adaptateur OTG.

Amcap :

Ouvrez AMCap etSélectionnez votre module caméra:

Choisissez la résolution dans Option >> Capture vidéo

Ajustez les paramètres de la caméra tels que la luminosité, le contraste et la balance des blancs dans Options > Filtre de capture vidéo

Amcap vous permet de capturer des images et des vidéos.

CCM :

Le CCM est plus complexe car l'interface est MIPI ou DVP et le DSP est séparé du module. L'utilisation d'une carte adaptatrice Dothinkey et d'une carte fille pour les tests est courante en production :

Carte d'adaptation Dothinkey :

connecter le module caméra à la carte fille (pic-2).

Ouvrez le logiciel de test

Module caméra personnalisé, analyse du processus

Avec des centaines de milliers d'applications de modules de caméra, les modules de caméra OEM standard ne peuvent pas répondre à chaque exigence spécifique. Le processus de personnalisation est donc devenu une nécessité et une tendance populaire. La modification du matériel et du micrologiciel, notamment les dimensions du module, l'angle de vue de l'objectif, le type de mise au point automatique/fixe et le filtre d'objectif, permet de favoriser l'innovation.

Les dépenses d'ingénierie non récurrentes (DIN) couvrent intégralement la recherche, le développement et la conception nécessaires à la production d'un nouveau produit, y compris les coûts initiaux. Plus important encore, les DIN représentent un coût unique lié à la conception, à la fabrication d'un nouveau produit ou d'un nouvel équipement. Elles peuvent également concerner un nouveau procédé. Si le client accepte les DIN, le fournisseur lui soumettra le plan pour validation après réception du paiement.

Flux des exigences personnalisées

1. Vous pouvez fournir des dessins ou des échantillons, ainsi que demander de la documentation élaborée par notre équipe d'ingénieurs.
2. Communication
3. Nous communiquerons avec vous en détail afin de déterminer le produit dont vous avez besoin et nous essaierons de vous proposer le produit le plus adapté à vos besoins.
4. Développement d'échantillons
5. Déterminez les détails de l'échantillon de développement et le délai de livraison. Communiquez à tout moment pour assurer le bon déroulement du projet.
6. Tests d'échantillons
7. Testez et vieillissez votre application, recevez les résultats des tests en retour, aucune modification nécessaire, production en série.

Questions à se poser avant de personnaliser un module caméra : Quelles sont les exigences ?

Le module caméra USBL'appareil doit répondre aux exigences suivantes. Ce sont les composants essentiels qui garantissent la netteté des photos et un fonctionnement optimal. Ces composants sont soigneusement sélectionnés grâce à une connexion via des circuits intégrés CMOS et CCD. Il doit fonctionner conformément aux besoins de l'utilisateur et se présenter comme une solution conviviale. Il est compatible avec de nombreux périphériques, offrant ainsi une solution idéale pour les besoins de connexion USB des appareils photo.

• Lentille
• capteur
• DSP
• PCB

Quelle résolution souhaitez-vous pour une caméra USB ?

La résolution est un paramètre utilisé pour mesurer la quantité de données d'une image bitmap, généralement exprimée en ppp (points par pouce). En d'autres termes, la résolution d'un appareil photo correspond à sa capacité à analyser l'image, c'est-à-dire au nombre de pixels de son capteur. La résolution maximale correspond à la taille d'image que l'appareil peut afficher avec le plus grand nombre de pixels. La résolution actuelle d'un capteur CMOS 30W est de 640 × 480 pixels, et celle d'un capteur CMOS 50W est de 800 × 600 pixels. Ces deux valeurs représentent le nombre de points en longueur et en largeur de l'image. Le format d'image d'une photo numérique est généralement de 4:3.

En pratique, si la caméra est utilisée pour le chat en ligne ou la visioconférence, plus la résolution est élevée, plus la bande passante réseau requise est importante. Il est donc essentiel que les consommateurs prennent en compte ce facteur et choisissent une résolution adaptée à leurs besoins.

L'angle de champ de vision (FOV) ?

L'angle de champ de vision (FOV) désigne la zone couverte par l'objectif. (L'objet ne sera pas couvert par l'objectif s'il dépasse cet angle.) Un objectif d'appareil photo peut couvrir une large gamme de scènes, généralement exprimée par un angle. Cet angle est appelé champ de vision de l'objectif. La zone couverte par le sujet à travers l'objectif, sur le plan focal, pour former une image visible, constitue le champ de vision de l'objectif. Le champ de vision doit être déterminé par l'environnement d'utilisation : plus l'angle de l'objectif est grand, plus le champ de vision est large, et inversement.

Dimensions de la caméra pour votre application

Les principaux paramètres calculés avec le module caméra sont les dimensions, qui varient le plus selon les différentes exigences.

Cela dépend de la taille et du format optique. Le champ de vision et la distance focale permettent d'accéder à la mesure de l'objet grâce au calcul des dimensions. La distance focale arrière est prise en compte, et l'objectif doit être parfaitement adapté au format. La taille optique de l'objectif doit correspondre à votre application et dépend des normes en vigueur. Le diamètre varie en fonction de la taille des capteurs et de l'utilisation de caches d'objectif. Cela influe sur le vignettage ou l'assombrissement des coins de l'image.

Avec des centaines de milliers d'applications de modules de caméra, les dimensions des modules représentent le facteur le plus variable. Nos ingénieurs sont en mesure de développer les dimensions exactes qui conviendront parfaitement à votre projet.

L'EAU des produits

Le prix du produit dépend de ses spécifications. La caméra USB avec petit module EAU n'est pas recommandée comme solution personnalisée. Pour répondre à une demande constante et à des exigences de personnalisation telles que l'objectif, la taille et le capteur, un module caméra sur mesure est la meilleure option.

Choisir le bon module de caméra

En général, la plupart des clients seront concentrés surmodule de caméra droitIl est impossible de savoir à l'avance quel type d'objectif est nécessaire. De nombreuses théories ont été développées pour aider les utilisateurs à choisir l'objectif et le module caméra les plus adaptés. Le choix de l'objectif dépendra entièrement du processus utilisé. En raison des différentes solutions de capteur et de traitement numérique du signal (DSP), les performances des objectifs varient considérablement d'un module caméra à l'autre. Certains appareils photo sont polyvalents, tandis que d'autres sont plus performants dans des applications spécifiques. Certains appareils haut de gamme peuvent prendre des photos en basse lumière, mais à un prix relativement élevé.

Impacts effectifs :

Si vous installez le module caméra ou la caméra dans votre bureau ou une petite chambre, une focale de 2,8 mm suffira. En revanche, pour une installation dans votre jardin, une focale de 4 à 6 mm sera nécessaire. Plus l'espace est grand, plus la focale doit être importante. Dans une usine ou une rue, une focale de 8 ou 12 mm sera requise, car l'espace y est beaucoup plus important.

Lorsqu'on choisit un module caméra pour la lumière NIR, sa réponse spectrale est principalement déterminée par le matériau de la lentille ou du capteur. Les capteurs, entièrement à base de silicium, offrent une réponse exceptionnelle à la lumière NIR. Comparée à la lumière visible (850 nm), la sensibilité est nettement inférieure à 940 nm. Malgré cela, l'image reste très nette. Le point crucial est de fournir suffisamment de lumière à la caméra pour la détection. Le déclenchement de la caméra est imprévisible et le timing parfait varie considérablement. Le signal est alors envoyé avec une intensité spécifique, permettant ainsi de choisir le module caméra adéquat.

Conclusion

D'après ce qui précède, le module caméra USB possède des fonctionnalités complètes et intègre un module de zoom automatique. La mise au point fixe de ce module comprend une lentille, un support de miroir, un circuit intégré photosensible, etc. Il est important que les utilisateurs comprennent les différences entre les modules caméra USB et MIPI.

A module de caméra personnaliséElle est plus adaptée au développement de nouvelles applications, car le module caméra personnalisé peut être conçu selon des exigences spécifiques. L'évolution des caméras nous apprend que : premièrement, les caméras à haute résolution (13 ou 16 millions de pixels), dotées d'un capteur d'image haute qualité (CMOS) et d'une vitesse de transmission élevée (USB 2.0, USB 3.0 et autres interfaces rapides) seront la tendance future ; deuxièmement, la personnalisation et la spécialisation (utilisation exclusive comme périphérique d'entrée vidéo professionnel), la multifonctionnalité (avec des fonctions supplémentaires, comme une clé USB intégrée, la tendance étant aux appareils photo numériques ; il est également envisageable que la caméra puisse, à l'avenir, faire office de scanner), etc. ; troisièmement, l'expérience utilisateur est cruciale : les clients recherchent avant tout une interface plus conviviale, plus simple d'utilisation et des fonctionnalités plus pratiques.